基于复杂不确定噪声系统的状态估计方法研究

发布时间：2021-01-06 19:13

　　随机系统的估计理论——也称为滤波理论,是现代控制理论的一个非常重要的分支,也是信号与系统的一个关键课题。所谓“估计”,就是在含有随机噪声的观测数据中,提取出实用信息,从而估计系统的参数或者状态。随着航天模拟、地质勘查、建筑工程、金融分析、语音处理、生物工程、海洋科学等领域的飞速发展,人们对估计算法的实时性,鲁棒性,准确性要求也越来越高。本文主要分析和讨论了实际应用中状态估计算法存在的最突出的两个问题:1.实际系统的动态特性不确定,导致无法准确获得系统过程模型的动态特性;2.实际系统中含有复杂不确定噪声,严重影响系统状态的估计精度。首先,我们针对第一点问题给出如下两点解决方案:1.本文引入了数据驱动模型的思想,基于‘数据中含有模型而模型融于数据中’的基本思想实时更新模型参数;2.实际系统的状态的统计分布更符合瑞利分布而不是均匀分布,本文应用当前模型的概念,使算法更易收敛。其次基于系统所含的复杂不确定噪声,我们提出了如下两点解决方案:1.为了处理实际系统中所含的有色的过程噪声,本文利用维纳-辛钦定理,将有色的过程噪声看成是一个一阶的马尔可夫过程,将有色过程噪声白化;2.为了处理实际系统中所... 

【文章来源】：北京工商大学北京市

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

测量速度与估计速度对比图

蓟?r(0)0r(1) x ( k)(0)kr (1)krk>0 ？NYY结束N图 3.1 基于二阶自适应过程模型的估计算法流程图3.3 高速列车测速仿真实验通过和北京铁路研究院合作，得到实际运营中既有加速也有减速的通过铁路研究所速度采集模块滤波融合处理后的 148507 个速度参考数据。并在此速度参考数据上叠加白噪声，得到仿真测量数据，见图 3.2。分别应用基于二阶自适应过程模型的估计算法和基于三阶自适应过程模型的估计算法得到滤波后的速度信息，可以看出对数据中加速度发生较大变化和速度变化较大的点，模型均能较快跟踪上车辆的机动特性，滤波结果对加速度和速度的变化敏感，调整时间很短，基本没有延时效应，见图 3.3 和图 3.4。

三阶自适应过程模型处理结果

【参考文献】：
期刊论文
[1]不完全测量系统鲁棒SGQKF的传递对准滤波器设计和稳定性分析[J]. 陈红梅,刘建娟,程向红,刘楠嶓.  中国惯性技术学报. 2017(02)
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[3]A novel approach of noise statistics estimate using H∞ filter in target tracking[J]. Xie WANG,Mei-qin LIU,Zhen FAN,Sen-lin ZHANG.  Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2016(05)

硕士论文
[1]城市轨道交通中的列车定位方法研究[D]. 张振兴.北京交通大学 2008



本文编号：2961113